Современное состояние измерителей параметров гравитационного поля Земли арктического применения

Мурат Муштафарович Мурзабеков1 *,
Дмитрий Сергеевич Бобров2,
Владислав Павлович Лопатин3,
Фёдор Радиевич Смирнов4

1, 2, 3, 4 ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл., Россия
1 murzabekov@vniiftri.ru ( *корреспондирующий автор), SPIN-код: 9813-9766, ORCID: 0000-0002-7276-0290, Scopus ID: 57205218990
2 bobrov@vniiftri.ru, SPIN-код: 8835-6375, ORCID: 0000-0001-9386-012X, Scopus ID: 57189634520
3 lopatin@vniiftri.ru, SPIN-код: 2452-4255, ORCID: 0000-0001-7591-8877
4 frsmirnov@vniiftri.ru, SPIN-код: 3696-3528, ORCID: 0000-0003-1504-9192

«Альманах современной метрологии» № 4 (44) 2025, стр. 58–72

The page of the article in English

Обзор

УДК 52.08

Аннотация. Статья посвящена обзору современного состояния разработок наземных, аэро- и космических измерителей параметров гравитационного поля Земли, пригодных для применения в Арктике. Рассмотрены астроизмерители уклонения отвесной линии, измерители разностей ортометрических высот на основе высокостабильных стандартов частоты, бескарданные аэрогравиметры, а также бистатический радиовысотомер. Приведены их основные характеристики, преимущества использования и сделаны предложения по их совместному использованию.

Ключевые слова: бескарданный гравиметр, астроизмеритель, квантовый нивелир, бистатический радиовысотомер

Для цитирования: Мурзабеков М.М., Бобров Д.С., Лопатин В.П., Смирнов Ф.Р. Совре­менное состояние измерителей параметров гравитационного поля Земли арктического применения // Альманах современной метрологии. 2025. № 4 (44). С. 58–72.

© Мурзабеков М.М., Бобров Д.С., Лопатин В.П., Смирнов Ф.Р., 2025

Финансирование. Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда № 23-67-10007, https://rscf.ru/project/23-67-10007/.
Конфликт интересов. Авторы заявляют, что у них нет потенциального конфликта интересов в связи с исследованием, представленным в данной статье.

Список источников / References

1. Вязьмин В.С., Голован А.А., Бровкин Г.И. Особенности обработки измерений бескарданного аэрогравиметра для геофизических приложений // Геофизиче­ские исследования. 2024. Т. 25. № 1. С. 40–56. EDN: YJJLQG. https://doi.org/10.21455/gr2024.1-3.

2. Пешехонов В.Г., Степанов О.А., Розенцвейн В.Г., Краснов А.А., Соколов А.В. Современное состояние разработок в области бесплатформенных инерциальных аэрогравиметров // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30. № 4 (119). С. 3–35. EDN: JZZLAY.

3. Контарович О.Р. Особенности комплексирования аэрогеофизических методов при поисках месторождений. АО «ГНПП “Аэрогеофизика”». URL: https://vims-geo.ru/media/documents/19._Контарович_О.Р._Аэрогеофизика_-_ВИМС_.pdf (дата обращения: 05.12.2025).

4. Голован А.А., Вязьмин В.С. Инерциальная гравиметрия. Задачи и методы пост­обработки первичных данных бескарданных гравиметров // Альманах совре­мен­ной метрологии. 2025. № 1 (41). С. 55–64. EDN: ASDKBG.

5. Albayrak M., Halicioglu K., Özlüdemir M.T., Başoğlu B., Deniz R., Tyler A.R.B., Aref M.M. The use of the automated digital zenith camera system in Istanbul for the determination of astrogeodetic vertical deflection // Boletim de Ciencias Geodesicas. 2019. V. 25. № 4. https://doi.org/10.1590/s1982-21702019000400025.

6. Гайворонский С.В., Кузьмина Н.В., Цодокова В.В. Автоматизированный зе­нит­ный телескоп для решения астрономо-геодезических задач // Навигация по гравитационному полю Земли и её метрологическое обеспечение. Доклады научно-технической конференции. 14–15 февраля 2017 г., Менделеево. Менде­леево: ФГУП «ВНИИФТРИ», 2017. С. 197–205. EDN: YVUTCF.

7. Bo Wang, Lili Tian, Zheng Wang, Zhiqiang Yin, Weidong Liu, Qiyuan Qiao, Hongqi Wang, Yanben Han. Image and data processing of digital zenith telescope (DZT-1) of China // Chinese Science Bulletin. 2014. V. 59. № 17. P. 1984–1991. https://doi.org/10.1007/s11434-014-0277-7.

8. Murzabekov M., Fateev V., Pruglo A., Ravdin S. Results of astro-measurements of the deflection of vertical using the new observation technique // 5th Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM 2019). Proceed­ings of the Symposium in Saint Petersburg, Russia, October 1–4, 2019 / ed. J.T. Frey­mueller, L. Sánchez. International Association of Geodesy Symposia 153. P. 59–65. https://doi.org/10.1007/1345_2021_136.

9. Varna I., Willi D., Guillaume S., Albayrak M., Zarins A., Ozen M. Comparative mea­surements of astrogeodetic deflection of the vertical by Latvian and Swiss digital zen­ith cameras // Remote Sensing. 2023. V. 15. № 8. 2166. https://doi.org/10.3390/rs15082166.

10. Morozova K., Jäger R., Zarins A., Balodis J., Varna I., Silabriedis G. Evaluation of quasi-geoid model based on astrogeodetic measurements: case of Latvia // Journal of Applied Geodesy. 2021. V. 15. № 4. P. 319–327. https://doi.org/10.1515/jag-2021-0030.

11. Somieski A. Astrogeodetic Geoid and Isostatic Considerations in the North Aegean Sea, Greece: dis. … of Doctor of Sciences. ETH Zurich, 2008. https://doi.org/10.3929/ETHZ-A-005710420.

12. Пат. RU 2815616 C1, МПК G01C 5/00, G01C 9/00. Способ передачи нормальной высоты на остров и устройство для его реализации / М.М. Мурзабеков, В.Ф. Фа­теев, И.С. Сильвестров; патентообладатель ФГУП «ВНИИФТРИ». № 2023128840; заявл. 07.11.2023; опубл. 19.03.2024, Бюл. № 8.

13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: в 10 т. Т. 2. Теория поля. 5-е изд. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1967. 460 с.

14. Фатеев В.Ф. Релятивистская теория и применение квантового нивелира и сети «Квантовый футшток» // Альманах современной метрологии. 2020. № 3 (23). С.11–52. EDN: YYNGTW.

15. Фатеев В.Ф., Смирнов Ф.Р., Карауш А.А. Эксперимент по повышению точно­сти квантового нивелира на основе водородных квантовых часов с использова­нием фазовых измерений ГЛОНАСС/GPS // Журнал технической физики. 2023. Т. 93. № 8. С. 1181–1187. https://doi.org/10.21883/JTF.2023.08.55981.32-23.

16. Peng Cheng, Wenbin Shen, Xiao Sun, Chenghui Cai, Kuangchao Wu, Ziyu Shen. Measuring height difference using two-way satellite time and frequency transfer // Remote Sensing. V. 14. № 3. 451. https://doi.org/10.3390/rs14030451.

17. Наумов А.В., Смирнов Ф.Р., Фатеев В.Ф. Эксперимент по измерению разности гравитационных потенциалов в двух наземных точках с помощью дуплексного спутникового метода // Астрономический журнал. 2025. T. 102. № 2. C. 148–156. https://doi.org/10.7868/S3034517025020062.

18. Grotti J., Koller S., Vogt S. et al. Geodesy and metrology with a transportable optical clock // Nature Physics. 2018. V. 14. № 5. P. 437–441.

19. Takamoto M., Ushijima  I., Ohmae  N., Yahagi T., Kokado K., Shinkai  H., Katori H. Test of general relativity by a pair of transportable optical lattice clocks // Nature Photonics. 2020. V. 14. № 7. P. 411–415. https://doi.org/10.1038/s41566-020-0619-8.

20. Наумов А.В., Смирнов Ф.Р., Фатеев В.Ф. Арктический квантовый нивелир на основе полярных низкоорбитальных наноспутников // Альманах современной метрологии. 2023. № 3 (35). С. 96–105. EDN: PHKSSK.

21. Лопатин В.П., Фатеев В.Ф. Методы определения высоты геоида и скорости приповерхностного ветра по отражённым от поверхности океана сигналам гло­бальных навигационных спутниковых систем // Альманах современной метро­логии. 2021. № 4 (28). С. 73–83. EDN: TEOTAS.

22. Li W., Cardellach E., Fabra F., Ribó S., Rius A. Lake level and surface topography measured with spaceborne GNSS‐reflectometry from CYGNSS mission: example for the lake Qinghai // Geophysical Research Letters. V. 45. № 24. P. 13,332–13,341. https://doi.org/10.1029/2018GL080976.

23. Nguyen Vu.A., Nogués‐Correig O., Yuasa T., Masters D., Irisov V. Initial GNSS phase altimetry measurements from the Spire satellite constellation // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47. № 15. e2020GL088308. https://doi.org/10.1029/2020GL088308.

24. Unwin M., Jales Ph., Tye J., Gommenginger Ch., Foti G., Rosello J. Spaceborne GNSS-reflectometry on TechDemoSat-1: early mission operations and exploitation // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2016. V. 9. № 10. P. 4525–4539. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2016.2603846.

25. Лопатин В.П., Мурзабеков М.М., Бобров Д.С. Результаты определения профиля высот геоида и уклонения отвесной линии по сигналам ГНСС, отражённым от водной поверхности // Геодезия и картография. 2024. № 2. С. 21–30. https://doi.org/10.22389/0016-7126-2024-1004-2-21-30.

26. Andersen O.B., Knudsen P. DNSC08 mean sea surface and mean dynamic topography models // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2009. V. 114. № C11. https://doi.org/10.1029/2008JC005179.

Статья поступила в редакцию 02.10.2025; одобрена после рецензирования 09.10.2025;
принята к публикации 10.10.2025.

Статья в полном объеме доступна в печатном номере журнала и в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.

Предыдущая статья ……. Содержание ……. Следующая статья